Direktantrieb
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Direktantriebe sind Antriebe, bei denen die elektrische Maschine und die Arbeitsmaschine direkt verbunden sind. Der Motor wird so ausgelegt, dass er direkt die Drehzahl der Arbeitsmaschine hat, auf ein Getriebe wird verzichtet.
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[Bearbeiten] konventionelle Antriebstechnik
Bei der konventionellen Antriebstechnik wird ein Normmotor eingesetzt, der meist eine Drehzahl von 3000 oder 1500 min-1 hat. Sollte die Arbeitsmaschine sehr kleine oder sehr hohe Drehzahlen erfordern, wird über ein Getriebe eine Drehzahlanpassung erzielt. Dadurch wird die gesamte Antriebseinheit größer und schwerer, der Gesamtwirkungsgrad sinkt durch die zusätzlichen Getriebeverluste und es entsteht zusätzliches Spiel, was z.B. bei Positionierantrieben problematisch ist.
[Bearbeiten] Vorteile des Direktantriebes
- Getriebe entfällt
- Getriebekosten entfallen
- weniger Verschleiß
- weniger Geräusch
- keine Ölverluste
- geringerer Platzbedarf
- höhere Systemsteifigkeit
- integrierter Antrieb
- kompaktere Bauweise
- weniger tote Massen
- hohe Leistungsdichte bei Schnellläufern
- hohe Dynamik
[Bearbeiten] Langsamläufer
Durch eine hohe Polzahl wird bei bestehender Speisefrequenz die Drehzahl deutlich erniedrigt. Während ein Normmotor meist 2- oder 4-polig ist und somit bei 50 Hz eine Drehzahl von 3000 bzw. 1500 min-1 hat, hat eine 30-polige Maschine eine Nenndrehzahl von 200 min-1.
Langsamläufer mit hoher Polzahl haben einen großen Durchmesser, der mehrere Meter betragen kann.
Eine klassische Anwendung von Langsamläufern sind z.B. die Generatoren in Wasserkraftwerken: z.B. Drehzahl 65,2 min-1, Polzahl: 92.
Die Drehzahl von Motoren kann natürlich variiert werden, wenn die Speisung nicht mit 50 Hz sondern über einen Frequenzumrichter mit einer höheren oder niedrigeren Frequenz erfolgt.
[Bearbeiten] Schnellläufer
Schnellläufer laufen deutlich schneller als Normmotoren. Es gibt Motoren die über 100.000 min-1 erreichen, z.B. beim Einsatz in elektrischen Turboladern. Dies wird erzielt durch eine Speisung mit Frequenzumrichtern mit einer Speisefrequenz von mehreren Hundert Hz bis über 1000 Hz. Der Vorteil eines Schnellläufers ist, dass „Leistung aus Drehzahl“ kommt. Der Motor baut sehr klein gegenüber einem Normmotor mit gleicher Leistung.
[Bearbeiten] Anwendungsbeispiele
[Bearbeiten] Langsamläufer
- Windgenerator: typische Daten: 3 MW, Frequenz ca. 15 Hz, Drehzahl ca. 17 min-1, Polzahl ca. 100, Durchmesser ca. 5 m
- Seilbahnantrieb Integration in die Umlenkscheibe
- Schiffsantrieb als POD-Antrieb, direkt in die Propellergondel integriert
- ICE-Antrieb direkt auf die Achse montiert, ohne Getriebe, FU-gespeist, Drehzahl: 0 – 1750 min-1,
[Bearbeiten] Schnellläufer
- Spindelantrieb für Textilmaschinen, direkt in die Spindel integriert, hochdynamisch
- Spindelantrieb für Werkzeugmaschinen
- Vakuumpumpenantrieb, 1 kW, 39.000 min-1, sehr kompakt
- elektrischer Turbolader, Drehzahl 130.000 min-1,
